رنگ خودرو علاوه بر اینکه نوعی محافظت در برابر اثرات محیطی می باشد یکی از عوامل مهم زیبایی و جذب مشتری به شمار می رود. افزون بر این نوع پوشش دهی کیفیت پوشش را افزایش داده و موجب کاهش مقدار مصرف آن می شود. کاهش مصرف رنگ در پوشش دهی خودرو از نظر اقتصادی و حفظ محیط زیست حائز اهمیت است. رنگ ها علاوه بر زیبایی می بایست استاندارد های لازم در برابر خوردگی، سایش، شوک حرارتی و پرتو فرابنفش را دارا باشند. فناوری نانو از جهت بهینه سازی رنگ های موجود، شیوه پوشش دهی و همچنین ساخت انواع جدید پوشش مورد توجه قرار گرفته است. شفافیت و جلای ظاهری و همینطور رسانا بودن از جمله خواص مهم رنگ است که در انتخاب رنگ مورد توجه قرار می گیرد. افزودن نانولوله های کربنی می تواند به مقدار کافی رسانایی را در بدنه ایجاد کند. در این صورت می توان از روش الکترواستاتیکی برای فرآیند پوشش دهی استفاده کرد. استفاده از این شیوه از نظر مقدار مصرف رنگ مقرون به صرفه بوده و همچنین حلال های زیان آور کمتری وارد محیط زیست می کند. نانو ذرات TiO2 برای ایجاد سطوح خود تمیز شونده و نانو ذرات WO3 برای ساخت پوشش های الکتروکُرُمیک و فتوکرمیک برای کاربرد در صنایع خودرو مورد استفاده قرار گرفته است. خواص نوری پوشش های الکتروکرمیک و فتوکرمیک به ترتیب در اثر اعمال ولتاژ و یا تابش نور تغییر کرده و برای بهینه سازی مصرف انرژی کاربرد دارند. انواع مختلفی از واکس ها و تمیز کننده ها با استفاده از مواد نانو ساخته شده اند که خراش ها و لکه ها را از سطوح رنگ شده برداشته و عمر پوشش را افزایش می دهند.
صحت يک بدنه بي نقص مي بايست بعد از بارها شست وشو و نيز پس از سال ها استفاده نيز تضمين شده باشد. نانوجلادهنده ها در مقايسه با سيستم هاي رنگ آميزي کنوني مقاومت به خراش و درخشندگي بالاتري را به ارمغان آورده اند.
سمت چپ: رنگ آمیزی توسط نانورنگ / سمت راست: رنگ آمیزی توسط رنگ معمولی / هر دو درب 60 بار شسته شده اند.
اساس اين اثر تکنولوژيکي استفاده از نانوذرات سراميکي که در لايه نهايي پوشش رنگ بدنه جاسازی شده اند مي باشد.استفاده از نانو ذراتي از قبيل AEROSIL R9200 در پوشش هاي بدنه خودرو که در بهبود مقاومت به خراش بسيار مناسب هستند از نظر منافع اقتصادي بسيار حائز اهميت است. در حالت عادي از AEROSIL مي توان در لايه هاي ديگر بعنوان مثال برای پايدارسازي رنگ دانه ها، کنترل رئولوژي(جريان و تغيير شکل ماده) و مقاومت به خوردگي استفاده کرد. اين مواد گونه مخصوصی از سيليس هستند که نقش مهمي را در رنگ آميزي هاي مدرن بازي مي کنند. اساس تولید آنها پودر هاي نانوساختار شده تولیدی از يک سنتز فاز گازي می باشد که ترکيباتي گرمازا هستند. شروع کار با تتراکلرید سیلیس می باشد؛ به این صورت که قطعات کروی و کوچک سیلیس با قطر نسبی 7 تا 40 نانومتر از طریق هیدرولیز شعله ای حاصل می شوند. اگر رنگ مايع باشد اين ذرات در ابتدا داراي توزيع تصادفي در محلول هستند که در طي فرآيند خشک کردن و سخت سازي با ساختارِ مولکوليِ ماتريس رنگ بطور عميق پيوند عرضي مي دهند. نتیجه حاصل بسیار مطلوب می باشد. در نتیجه مقاومت در برابر خراش چيزي تا حدود سه برابر شده و درخشندگي رنگ نيز به مقدار قابل توجهي بهبود مي يابد. اين سيتم رنگ آميزي جديد توسط شرکت دایملرکرایسلر ابداع و توسعه داده شده است. اين نانورنگ ها پيش از اين نيز در برخي مدل هاي مرسدس بنز استفاده شده است.
رنگ هاي رايج شامل پيوند دهنده ها (نارنجي رنگ) و اتصالات عرضي (قرمزرنگ)
نانورنگ شامل پيوند دهنده هاي آلي با قابليت ارتجاعي بالا(زرد رنگ) و نانو ذرات غيرآلي با استحکام بالا(آبي رنگ).
نانوذرات فشرده و مستحکم باعث مقاومت در برابر خراش مي شوند. فرآيند استحکام بخشي نانورنگ ها تحت دماهای بالايی صورت می پذیرد. گرمای مورد نیاز با استفاده از بازتاب دهنده هاي اشعه مادون قرمز ويژه اي تامین می شود. نانوذرات با اندازه های مختلف نور هایی با فرکانس های متفاوت ساطع می کنند لذا می توان از آنها در تولید رنگ های گوناگون استفاده کرد. فیبریل ها سختار های ویژه ای هستند که از نانولوله های کربنی ساخته می شوند و خاصیت رسانایی بالایی دارند. آنها از لحاظ شکل ظاهری شبیه به رشته های ماکارونی ولی در ابعاد میکروسکوپی هستند. قطر خارجی آنها 10 نانو متر و قطر داخلی آنها 5 نانو متر است و طول آنها از 1 تا 10 میکرون تغییر می کند. کاربرد فیبریل ها در رنگ باعث رسانایی آنها می شود که می توان از آن برای رنگ آمیزی خودرو به روش قطره های باردار شده استفاده کرد. در این روش رنگ به طور دقیق روی سطح مورد نظر می نشیند و از پراکنده شدن آن جلوگیری می شود. فناوری نانو در رنگ آمیزی جدید مرز ها راشکسته و نوید ویژگی های منحصر بفردی را می دهد. لاک ها یا پوشش های تمیز کننده جدید باعث می شوند تا رنگ خودرو بسیار ضد خراش تر از رنگ های قدیمی شود لذا کیفیت دراز مدت افزایش می یابد. لاک تمیز کننده حاوی ذرات میکروسکوپی و کوچک سرامیکی بوده که همانطور که گفته شد در کوره های پخت رنگ سخت شده و یک شبکه در هم تنیده و مشبک را ایجاد می کنند. این رنگ ها در برابر آثار مخرب پرتو فرابنفش و نمک ها مقاوم هستند بطوری که با بکارگیری آنها دیگر نیازی به شستشو یا رنگ آمیزی مجدد خودرو نمی باشد. نکته جالب در این نوع رنگ آمیزی این است که حتی در تصادفات شدید اگر بدنه ضربه ببیند و از فرم اولیه خود خارج شود باز هم رنگ سالم می ماند.
خودروی متعلق به شرکت بنز تحت آزمون ایمنی / مشاهده می شود که پس از ضربه شدید نیز رنگ بدنه سالم می ماند.
ترجمه: حمید رضا احمدی
منبع: Nanotechnologies in Automobiles , Innovation Potentials in Hesse for the Automotive Industry and its Subcontractors \ Hessen-Nanotech series of publications \ Volume 3 \ December 2008
کاربرد های فناوری نانو در مهندسی خودرو 